Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли

1.

Измерение атмосферного
давления.
Опыт Торричелли

2.

Актуализация знаний
1. Имеет ли воздух вес?
2. Как можно определить массу воздуха?
3. Как найти вес воздуха?
4. Чему равен вес воздуха объёмом 1 м3 ?
5. Вследствие чего создается атмосферное
давление?
6. Почему молекулы газов, входящих в состав
атмосферы, не покидают Землю?
7. Как изменяется плотность атмосферы с высотой?
8. Имеет ли атмосфера четкую верхнюю границу?

3.

Как измерить атмосферное
давление?
На предыдущих уроках мы
рассчитывали давление
жидкости на дно и стенки сосуда
по p=ρgh. Но атмосферное
давление так рассчитать не
получится.
Почему нельзя рассчитывать
давление воздуха так же, как
рассчитывают давление жидкости
на дно или стенки сосуда?
Для этого нам нужно будет
знать высоту атмосферы и
плотность воздуха. Но
определенной границы у
атмосферы нет, а плотность
воздуха меняется в зависимости
от высоты: в нижних слоях
атмосферы она больше, чем в
верхних .

4.

Опыт Торричелли
Измерить атмосферное давление впервые
предложил в XVII в. итальянский ученый
Эванджелиста Торричелли.
Рассмотрим известный опыт, который
позволяет рассчитать величину
атмосферного давления и познакомимся с
новой единицей измерения давления —
миллиметрами ртутного столба.

5.

6.

Предыстория открытия
В XVII веке во Флоренции герцог Тосканский готовился к
балу в своем замке и приготовил для своих гостей
необычный сюрприз. Это был фонтан, струи которого
должны были зрелищно окружить террасу своими
струями.
Однако, несмотря на работу ручных насосов, вода
поднималась только на высоту около 10 метров.
Недоумевающие строители обратились за помощью к
Галилею, который предложил разобраться в этом своему
ученику Торричелли.
Эванджелиста Торричелли смог не только объяснить
«упрямство фонтана» действием атмосферного давления,
но пошел дальше и рассчитал это атмосферное давление.

7.

Опыт Торричелли
Стеклянную трубку длиной 1м,
запаянную с одного конца, наполняют
ртутью.
Затем, плотно закрыв открытый конец
трубки, переворачивают и опускают в
чашу с ртутью и под ртутью его
открывают .
Часть ртути выливается из трубки в
чашу, а часть остается в трубке.
Высота столба ртути, оставшейся в
трубке, равна примерно 760 мм. Над
ртутью а трубке воздуха нет, там
безвоздушное пространство.

8.

.
Опыт Торричелли

9.

Объяснение опыта Торричелли
Атмосфера давит на поверхность ртути в чашке. Ртуть
находится в равновесии. Тогда давление на уровне
АВ равно атмосферному давлению.
Если бы оно было бы больше атмосферного, то ртуть
выливалась бы в чашу, а если меньше, то поднималось бы в
трубке вверх.
Вывод: давление в трубке на уровне АВ создается весом
столба ртути в трубке, т.к. в верхней части трубки над
ртутью воздуха нет.
Т.о. атмосферное давление равно давлению столба
ртути в трубке: ратм = р ртути
Измерив высоту столба ртути можно рассчитать давление,
которое производит ртуть и оно будет равно атмосферному
давлению .
Если атмосферное давление понизиться, то и столб ртути в
трубке понизится, и чем больше атмосферное давление,
тем выше столб ртути в трубке.

10.

Если прикрепить к
трубке с ртутью
вертикальную шкалу, то
получиться простейший
ртутный барометр (
греч. «барос» - тяжесть,
«метрео» - измеряю) –
прибор для измерения
атмосферного давления.
ртутный барометр

11.

Высота ртутного столба
На практике атмосферное давление можно измерять
высотой ртутного столба ( в мм или см).
Так, если атмосферное давление равно 780 мм. рт.
ст. (миллиметров ртутного столба), то это
значит, что воздух производит такое же
давление, какое производит вертикальный столб
ртути высотой 780 мм.
За единицу атмосферного давления принимают
1 мм рт. ст. – внесистемная единица
измерения атмосферного давления.

12.

Единицы измерения атмосферного
давления
Единица атмосферного давления – 1 мм рт. ст.
Соотношение между Па и мм. рт.ст.:
p= ρgh = 13 600 кг/м